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地球物理勘探技术发展现状与实际应用研究王丹

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：王丹

[导读] 摘要：目前地球物理勘探在很多领域中都有着非常普遍的应用，特别是在工程地质勘探、能源勘探开发、环境保护等各方面发挥着无可替代的作用。

        辽宁省东煤地质物探测量队有限责任公司辽宁沈阳 110101
        摘要：目前地球物理勘探在很多领域中都有着非常普遍的应用，特别是在工程地质勘探、能源勘探开发、环境保护等各方面发挥着无可替代的作用。伴随当前科技水平的日益提升，地球物理勘探技术的发展步伐也不断加快，仪器设备也越来越先进，技术方法水平越来越高，为社会经济建设做出了巨大的贡献。本文对地球物理勘探技术发展现状与实际应用进行研究。
        关键词：地球物理勘探；发展现状；应用研究
        1地球物理勘探技术的应用现状
        随着现代科学技术的飞速发展，地球物理勘探技术也得到了空前的进步。地球物理勘探技术已经成为了国家石油开采、矿产开发、环境勘察工作中不可或缺的技术手段。改革开放三十年以来，地球物理勘探技术在各个领域得到了广泛应用，目前，地球物理勘探技术主要划分为勘探技术和油藏技术两种，最近几年来，油藏地球物理勘探技术进步飞速，是各大石油化工企业运营的有力支撑。勘探技术的主要研究对象是地球物理勘探的宏观内容，包括物理构造、地层分布、矿物沉积和储层岩性等；油藏技术的主要研究对象则偏重于地球物理勘探的微观内容，包括地质模型、储层流体、油量分布等。地震勘探技术主要包括三种：一是反射地震技术；二是数字地震技术；三是三维地震技术，这三种地震勘探技术在不同时期均发挥了重要作用，在进一步提高了油气资源发现数量的同时，也构建了地震勘探技术发展史的里程碑。随着计算机技术、通信技术和智能技术的发展，油藏描述技术、三维叠前偏移技术、地震监测技术和高分辨率地震技术应运而生，不但进一步提高了地区资源勘探的成功率，还促进了相关技术的发展。例如，三维叠前偏移技术的应用解决了传统盐下勘探存在的问题，带动了墨西哥湾地区勘探工程的蓬勃发展；四维地震监测技术的应用有效提高了北海地区石油燃气开发生产的寿命，帮助石油化工企业扩大了石油燃气的存储量，降低了企业运营成本。近几年来，随着三维叠前偏移技术、四维地震监测技术、山地物理勘探技术在我国的广泛应用，促进了新疆地区、吉林地区、大港地区和华北地区油田开采经营的创新发展，新发现了多个近亿吨的油田地区。而且，地球物理勘探技术在石油化工企业的油田开发过程中也发挥了至关重要的作用，使油田开发量和存储量迅速提升。随着高分辨率地震技术、多波分量技术的产生和应用，地球物理勘探技术在我国石油勘探工程中的作用日益重要。
        2物理探测方法软件和硬件以及探测方法的介绍
        地球物理探测包括：超浅层、浅层以及中深层和深层等几种类型。浅层地震技术以及地质雷达技术是超浅层探测主要的探测手段。高频电磁成像以及高密度电阻率是浅层探测主要的手段。高精度重力测量以及可控源电磁测深是中深层探测的重要手段。深层地震以及大地电磁测探与高精度磁力测量是深层的主要探测手段。
        3在地球物理勘探中一些新算法以及新理论的应用
        （1）几何分型理论，主要是揭示自然界物体与现象中存在不同尺度相似性的理论，局部和整体的相似性也能得到充分揭示。利用点上信息便能将空间上与面上的信息予以有效预测，该方法在研究自然界常见的不稳定与不规则现象中比较常见。分形维数又有分数维之称，主要对复杂程度进行描述。
        （2）小波的理论体系，该理论是基于傅立叶理论分析基础之上，形成的新的分支理论，该理论能够对信号处理过程中，差分方程数值解、数据压缩、成像、子波算法进行处理，还能有效处理信号中的信噪比和分辨率。
        （3）混沌的理论体系，描述非线性系统过程中，该理论的应用比较普遍，和分形理论存在密切的联系，基干尺度分层次存在于他们之间，相似度以及标度律，存在于不同尺度之间，并存在差异性假设和非均匀性假设。
        （4）神经网络计算理论，该理论模拟了人脑思维，可以在分析和学习样本资料的过程中，对没有经过处理的资料进行判断，在处理和计算这些样本资料同时，获得重要参量。

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        （5）地理的信息系统理论，属于计算机系统在计算机硬软件的支持下，输出相应的空间信息数据，采集、储存，并进行查询与管理，将地理信息系统应用于地球物理探测技术之中，可以快速的进行数据输出，为数据查询分析提供支持，是今后重要发展方向。
        4地球物理勘探技术的具体应用
        4.1地球物理探测技术在能源方面探测应用
        特别在勘探石油天然气中发挥着重要作用，勘探整个盆地，能源前期普查，有效补充地震勘探。通过地球物理探测技术应用于石油勘探，并结合高精度重力探测以及大地电磁测探手段，评价油气区的构造与区块，找出油气储藏点，有效应对石油勘探开发疑难问题。
        4.2对工程进行物理探测
        随着经济社会的不断发展，工程建设日渐增多，工程建设过程中的物探测量需求不断加大，使得工程物探技术应用领域逐渐拓宽。如现代建筑工程、铁路工程、水利工程以及一些管道工程中，物探技术的应用也越来越普遍，尤其是探地雷达，电法勘探以及一些浅层地震等勘探手段，应用越来越多。
        5地球物理勘探技术的发展趋势
        在现代经济社会高速发展背景下，电子技术、计算机技术获得了极大发展，这对物理探测技术起到了重要的推动作用。首先，物探技术在计算机技术的高速发展与支持下，其自动化程度越来越高，功能更加强大，且机械设备变得更加轻便，大大提升了物探技术的数字化程度。当前，随着经济社会的不断发展，全球资源短缺问题不断加剧，很多浅层资源逐渐枯竭，资源勘探开发逐渐向沙漠、海洋、沼泽等地区进行进发。
        同时，在一些重大工程建设过程中，需要对工程建设区域的地质构造以及有无裂隙、洞穴分布等情况详细查明，才能保证工程建设顺利进行，确保其建设质量。但是勘查过程中需要有先进的技术，设备以及新的方法作为支撑。现代物探技术手段，正在向模块化、插卡式物探仪器技术方面发展，能够自动化开展测量，有效提取其中的重要数据参数，而物理探测仪器通过模块化系统，使其结构变得更加精致与紧凑，大大减少了测量仪器的体积。同时，在物探技术发展过程中，计算机技术，一些强大的应用软件应用，进一步提升了物探测量仪器技术水平，测量效率更高，用户短时间内便可获取相应的测量数据。
        当前地球物理勘探技术，能够更好地进行数据收集与处理，修复误差。特别是在信号处理过程中，单片数字信号处理功能更加强大，大大提高了物探测量仪器的功能，促进了测量仪器的更新换代。物理探测技术在现代新技术的大力支持下，其功能变得日益强大。如超导新技术在超导重力仪中的应用，使其测量精确度与灵敏度大大增强，稳定性逐步提高。人工测量定位以及数据处理中应用3S技术使其工作效率大大增强，减少了人员的劳动力投入，地震勘探过程中利用层析成像技术，使其分辨率与解释精度逐渐增强，探地雷达在各种工程监测中的应用，大大提升了工程检测质量，可靠性逐步增强。
        结束语
        物理勘探技术，伴随现代经济社会高速发展以及科学技术日新月异，正在向数字化，智能化，模块化方向发展，探测精度不断增强，今后地球物理探测技术发展，将实现计算机技术与自动化技术的深度融合，并广泛于应用于各种领域之中，发挥着作用将更加强大。
        参考文献：
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        [3]肖贵学.地球物理勘探技术的发展和应用[J].工程建设与设计，2017，（1）.
        [4]严家平.综合地球物理勘探技术保障煤矿深部资源的科学开采[J].煤矿开采，2018，（6）.